咪唑并吡啶罗丹明水杨醛类铜离子比率荧光探针及其应用转让专利
申请号 : CN201610347019.2
文献号 : CN106083897B
文献日 : 2019-02-22
发明人 : 曹晓群 , 葛燕青 , 段桂运 , 董建
申请人 : 泰山医学院
摘要 :
本发明公开了一种咪唑并[1,5‑a]吡啶‑罗丹明水杨醛类铜离子比率荧光探针及其应用，所述探针是咪唑并[1,5‑a]吡啶取代的罗丹明水杨醛，其化学结构式如式（1）所示。本发明的荧光探针在乙醇溶液中对Cu2+有独特的荧光选择性、较高的灵敏度及较强的抗其它离子干扰能力，具有巨大的应用前景。
权利要求 :
1.一种咪唑并[1,5-a]吡啶-罗丹明水杨醛类Cu2+比率荧光探针，其特征在于：它是咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛，其化学结构式如式（1）所示：式（1）化合物在乙醇溶液中对Cu2+有独特的荧光选择性。
2.权利要求1所述咪唑并[1,5-a]吡啶-罗丹明水杨醛类Cu2+比率荧光探针的合成方法，其特征在于：在乙醇溶液中，将 与水杨醛按照
1:1投料比例，在80度下回流反应3-7小时，得到咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛。
说明书 :
咪唑并吡啶罗丹明水杨醛类铜离子比率荧光探针及其应用
技术领域
[0001] 本发明涉及有机小分子荧光探针领域，尤其涉及一种Cu2+比率荧光探针咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛及其应用。
背景技术
[0002] 罗丹明荧光染料因其发射和吸收均在可见光区域, 摩尔消光系数大,光稳定性高, 荧光量子产率高,合成简便等,结构修饰后被广泛应用于进行检测金属离子的荧光探针或化学传感器的研究。
[0003] Cu2+是人体内继铁、锌之后第三丰富的过渡金属元素。它在许多生理过程中扮演着2+
非常重要的角色,铜含量减少有可能导致贫血性疾病。Cu 能参与体内酶反应,酶转录及一些氧化还原过程,同时还与人处于压力与恐慌下的生理反应密切相关。若体内Cu2+的代谢不正常,则可能导致各种疾病,如Menkes综合症, 家族性肌萎缩症,Wilson综合症,阿尔茨海默氏症等。当人体内Cu2+含量过高,又会对生物体产生巨大的毒害作用。因此，对人体内铜离子的定性和定量检测成为近年来化学工作者们非常关注的领域。然而，目前铜离子探针几乎全部为单一的信号增强或减弱型探针，具有两个或多个信号响应变化的比率型荧光探针甚少。
非常重要的角色,铜含量减少有可能导致贫血性疾病。Cu 能参与体内酶反应,酶转录及一些氧化还原过程,同时还与人处于压力与恐慌下的生理反应密切相关。若体内Cu2+的代谢不正常,则可能导致各种疾病,如Menkes综合症, 家族性肌萎缩症,Wilson综合症,阿尔茨海默氏症等。当人体内Cu2+含量过高,又会对生物体产生巨大的毒害作用。因此，对人体内铜离子的定性和定量检测成为近年来化学工作者们非常关注的领域。然而，目前铜离子探针几乎全部为单一的信号增强或减弱型探针，具有两个或多个信号响应变化的比率型荧光探针甚少。
发明内容
[0004] 针对现有技术的不足，本发明解决的问题是提供一种两个信号响应变化的Cu2+比率荧光探针咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛及其应用。
[0005] 本发明的技术方案是：一种咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛类Cu2+比率荧光探针，其化学结构式如式（1）所示：
[0006]
[0007] 本发明还包括咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛类Cu2+比率荧光探针的应用，式（1）化合物在乙醇溶液中对Cu2+有独特的荧光选择性。
[0008] 本发明还包括咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛类Cu2+比率荧光探针的合成方法，在乙醇溶液中，将咪唑并[1,5-a]吡啶-罗丹明酰肼与水杨醛按照1:1投料比例，在80度下回流反应3-7小时，得到咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛。
[0009] 配制咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛的乙醇溶液，分别加入定量的MgCl2，CaCl2， AlCl3，SnCl2·2H2O,PbSO4，CrCl3·6H2O, MnCl2·4H2O, FeCl3·6H2O, CoCl2·6H2O, NiCl2·6H2O, PdCl2，HgCl2, ZnCl2, CuCl2·2H2O, CdCl2·2½H2O, AgNO3的乙醇溶液，通过荧光光谱测试来研究对不同金属离子的选择性，测其荧光发射波谱强度变化发现：本发明所述咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛即式（1）化合物对Cu2+有独特的荧光选择性，如图1所示。逐渐加入Cu2+至1当量后，化合物1在465nm处荧光强度明显降低，同时，在585nm处荧光强度明显增强，如图2所示。因此，咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛作为Cu2+比率荧光探针具有巨大的应用。
[0010] 本发明提供了一种咪唑并[1,5-a]吡啶取代的罗丹明水杨醛类Cu2+比率荧光探针，实验证明本发明所述式（1）化合物可与Cu2+在乙醇溶液中以化学计量比1:1反应，在反应过程中，由于罗丹明水杨醛与铜离子作用，碳氮双键断裂，然后水解开环，从而使供体咪唑并[1,5-a]吡啶与受体罗丹明发生能量传递，导致化合物1在465nm处荧光强度明显降低，同2+
时，在585nm处荧光强度明显增强。由此可证实本发明所述式（1）化合物在乙醇溶液中对Cu有独特的荧光选择性、较高的灵敏度及较强的抗其它离子干扰能力，具有巨大的应用前景。
时，在585nm处荧光强度明显增强。由此可证实本发明所述式（1）化合物在乙醇溶液中对Cu有独特的荧光选择性、较高的灵敏度及较强的抗其它离子干扰能力，具有巨大的应用前景。
附图说明
[0011] 图1：式（1）化合物（10-5M）的乙醇溶液中加入等当量的不同金属离子后的荧光强度变化比例柱状图，图1中纵坐标为585nm处的光强与465nm处的光强之比。
[0012] 图2：式（1）化合物（10-5M）的乙醇溶液中进行Cu2+荧光滴定图。图中intensity为光强，Wavelength为波长，eq为倍数。
[0013] 图3：式（1）化合物（10-5M）和等当量的Cu2+共存的乙醇溶液中加入等当量的其它金属离子后荧光强度比率的变化柱状图。
具体实施方式
[0014] 实施例1：式（1）化合物的合成方案如下式所示：
[0015]
[0016] 具体合成步骤如下：
[0017] 在50 mL圆底烧瓶中依次加入0.704g（1.0 mmol）咪唑并[1,5-a]吡啶罗丹明酰肼，0.122g（1.0 mmol）水杨醛，20 mL无水乙醇，80度下回流反应3-6小时。TLC检测反应完成后，减压浓缩，柱层析得0.707g灰白色固体，产率89.0%。
[0018] 核磁共振氢谱测定：1H NMR（400 MHz，CDCl3）：δ11.03(s, 1H), 8.43(s, 1H),7.95 (m, 1H), 7.72 (dd, J = 4.0 Hz, 8.0 Hz, 1H), 7.55-7.41 (m, 5H), 7.10-7.01 (m, 3H), 6.70-6.67 (m, 2H), 6.56 (m, 2H), 6.46 (d, J = 12.0 Hz, 1H), 6.42 (d, J =
4.0 Hz, 1H), 6.31 (dd, J = 2.8 Hz, 8.0 Hz, 1H), 3.82 (s, 4H), 3.34 (q, J =
8.0 Hz, 4H), 3.28 (s, 4H), 2.96 (d, J = 4.0 Hz, 4H), 1.82 (m, 2H), 1.62 (s,
2H), 1.44 (m, 2H), 1.17 (t, J = 8.0 Hz, 6H), 0.97 (t, J = 8.0 Hz, 3H)。
4.0 Hz, 1H), 6.31 (dd, J = 2.8 Hz, 8.0 Hz, 1H), 3.82 (s, 4H), 3.34 (q, J =
8.0 Hz, 4H), 3.28 (s, 4H), 2.96 (d, J = 4.0 Hz, 4H), 1.82 (m, 2H), 1.62 (s,
2H), 1.44 (m, 2H), 1.17 (t, J = 8.0 Hz, 6H), 0.97 (t, J = 8.0 Hz, 3H)。
[0019] 实施例2：
[0020] 向式（1）化合物（10-5M）的乙醇溶液中分别加入2当量的Mg2+，Ca2+，Al3+,Sn2+, Pb2+,Cr3+，Mn2+，Fe3+，Co2+,Ni2+,Zn2+,Cd2+,Pd2+,Hg2+和Ag+后，测其在465nm以及585nm荧光发射强度比值变化发现：式（1）化合物对Cu2+有独特的荧光选择性，加入1当量的Cu2+后，化合物1在465nm处荧光强度明显降低，同时，在585nm处荧光强度明显增强，I585/I465 = 3.35,如图2所示。
[0021] 实施例3：
[0022] 于式（1）化合物（10-5M）和1当量的Cu2+的乙醇溶液中分别加入2当量的Mg2+，Ca2+，Al3+,Sn2+, Pb2+,Cr3+，Mn2+，Fe3+，Co2+,Ni2+,Zn2+,Cd2+,Pd2+,Hg2+和Ag+后，测其在465nm以及585nm荧光发射强度比值变化发现：式（1）化合物对其它离子有较强的抗干扰能力，如图3所示。